ترمز احیا کننده خودروهای برقی چیست؟ بررسی نحوه عملکرد آن
در دنیای امروز که توجه به پایداری و حفظ محیط زیست از اهمیت فزاینده‌ای برخوردار است، خودروهای برقی به عنوان جایگزینی برای وسایل نقلیه احتراق داخلی، مورد توجه روزافزون قرار گرفته‌اند. یکی از چالش‌های کلیدی در توسعه این خودروها، افزایش برد مسافتی و کاهش مصرف انرژی است. در این میان، ترمز احیا کننده به عنوان یک فناوری نوین، نقشی انقلابی در ارتقای کارایی و برد مسافتی خودروهای برقی ایفا می‌کند.
در سیستم‌های ترمز سنتی، انرژی جنبشی حاصل از حرکت خودرو در هنگام ترمزگیری، به گرما تبدیل شده و از طریق لنت‌ها و دیسک‌های ترمز به هدر می‌رود. اما در ترمز احیا کننده، این اتلاف انرژی به فرصتی برای بازیابی و ذخیره‌سازی آن تبدیل می‌شود.
در این مقاله به بررسی نحوه عملکرد ترمز احیا کننده همچنین مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت.
Regenerative Braking یا ترمز احیا کننده چیست؟
تصور کنید در حال رانندگی در یک شهر شلوغ هستید و دائماً مجبور به ترمز گرفتن و شتاب گرفتن هستید. چه می‌شود اگر به شما می‌گفتم که می‌توانید بخشی از انرژی را که در هنگام ترمز گرفتن هدر می‌رود، بازیابی کنید و از آن برای رانندگی بیشتر استفاده کنید؟
این دقیقاً همان کاری است که ترمز احیا کننده انجام می‌دهد! این فناوری، که در خودروهای هیبریدی و برقی استفاده می‌شود، با تبدیل انرژی جنبشی حاصل از ترمزگیری به انرژی الکتریکی، سبب بازیابی و ذخیره‌سازی آن در باتری می‌شود یعنی می تواند بخشی از انرژی ترمز را هنگام ترمز بازیابی کند.
نحوه عملکرد ترمز احیا کننده
در یک سیستم ترمز معمولی، زمانی که شما روی پدال ترمز فشار می‌آورید، لنت‌های ترمز با دیسک‌ها تماس پیدا می‌کنند و اصطکاک ایجاد شده باعث کاهش سرعت خودرو می‌شود. اما این اصطکاک، انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می‌کند که به هدر می‌رود.
در مقابل، سیستم ترمز احیا کننده انرژی جنبشی تولید شده توسط خودرو را هنگام کاهش سرعت یا توقف آن جذب می کند. سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و در باتری یا خازن برای استفاده بعدی ذخیره می شود. این نوع ترمز به شدت به موتور الکتریکی داخل ماشین شما متکی است که به عنوان یک ژنراتور عمل می کند و تضمین می کند که تبدیل انجام شود.
انرژی تولید شده به سیستم‌های الکتریکی خودرو نیرو می‌دهد یا همان‌طور که گفته شد، برای استفاده بعدی در داخل باتری قرار می‌گیرد. رایانه داخلی معمولاً می تواند فرآیند ترمزگیری را کنترل کند و نیروی ترمز اعمال شده را برای به حداکثر رساندن جذب انرژی تنظیم کند.
اکثر خودروهای برقی، هیبریدی و پلاگین هیبریدی دارای سیستم هیدرولیک و ترمز احیا کننده هستند. یکی از مزایای داشتن دو سیستم ترمز این است که سایش قطعات را کاهش می دهد، که می تواند در هزینه شما صرفه جویی کند و هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش دهد.
مزایا و معایب ترمز احیا کننده
گرفتن و استفاده مجدد از انرژی بیشتر از ترمزگیری مزایای زیادی برای کارایی وسیله نقلیه شما دارد. به علاوه، این به معنای سایش و پارگی کمتر در ترمزهای شماست. دیگر مزایای ترمز احیا کننده:
- افزایش راندمان سوخت و برد: با بازیابی انرژی هدر رفته در ترمزگیری، مصرف سوخت و نیاز به شارژ در خودروهای برقی کاهش می یابد. این می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در سوخت، به ویژه در شرایط رانندگی توقف و حرکت شود.
- کاهش سایش و پارگی ترمز: از آنجایی که ترمز احیا کننده بیشتر کار را در حالی که سرعت خودرو را کاهش می دهد انجام می دهد، لنت ها و روتورهای ترمز کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. در نتیجه، آنها معمولاً بین سرویس دهی بسیار طولانی تری دوام می آورند، که می تواند به رانندگان کمک کند در هزینه های تعمیر و نگهداری صرفه جویی کنند.
- کاهش آلودگی: با کاهش مصرف سوخت و تولید ذرات معلق، ترمز احیا کننده به حفظ محیط زیست کمک می کند.
- رانندگی نرم تر: برخی رانندگان احساس می کنند که ترمز احیا کننده رانندگی نرم تر و راحت تری را به ارمغان می آورد.
- کاهش گرمای تولیدی از ترمزهاست: ترمزهای معمولی بر اساس اصطکاک بین لنت و دیسک یا کاسه ترمز، عمل می‌کنند و این درگیری، منجر به ایجاد گرمای بسیار زیادی می‌شود که در ترمزگیری‌های شدید، می‌تواند حتی به سرخ و داغ شدن دیسک و کاسه ترمز منجر شود. اتفاقی که در خودروهای سنگین بسیار رایج است و به علت کاهش شدید توان ترمزگیری خودرو در این مواقع، می‌تواند بسیار خطرساز باشد.
در حالی که نکات مثبت ترمز احیا کننده قطعاً بیشتر از نکات منفی آن است، اما هیچ فناوری کامل نیست. معایب ترمز احیا کننده:
- هزینه بیشتر: سیستم های ترمز احیا کننده معمولا گران تر از سیستم های ترمز سنتی هستند.
- پیچیدگی بیشتر: این سیستم ها شامل اجزای الکتریکی اضافی مانند موتور و باتری هستند که می توانند تعمیر و نگهداری آنها را دشوارتر کنند.
- احساس ترمز متفاوت: برخی رانندگان ممکن است به احساس متفاوت پدال ترمز در خودروهای دارای ترمز احیا کننده عادت نکنند. البته خبر خوب این است که این تغییر در احساس پدال ترمز نسبت به گذشته مشکل کمتری دارد. مدل‌های هیبریدی و الکتریکی جدیدتر پدال‌های ترمز واکنش‌پذیرتری دارند که مانند ترمزهای معمولی است.
- کارایی محدود در سرعت های پایین: سرعت کمتر به این معنی است که وسیله نقلیه شما انرژی جنبشی کمتری دارد و به نیروی ترمز کمتری نیاز دارد. در نتیجه، سیستم ترمز احیا کننده انرژی کمتری تغذیه می کند و بسته باتری را با شارژ زیاد تامین نمی کند.
- قدرت توقف بالقوه کمتر: در حالی که ترمز احیا کننده در اکثر موقعیت های ترمزگیری که به تدریج متوقف می شوید، خوب عمل می کند، ممکن است همان سطح نیروی توقف ترمزهای معمولی را ایجاد نکند. این بدان معناست که رانندگان ممکن است مجبور شوند برای دستیابی به همان اثربخشی، ترمزها را بیشتر فشار دهند.
آیا ترمز احیا کننده می تواند در هزینه ها صرفه جویی کند؟
با بازیابی انرژی ترمز، ترمز احیا کننده به کاهش مصرف لنت و روتور ترمز کمک می کند و در نتیجه هزینه های تعمیر و نگهداری ترمز را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. علاوه بر این، با افزایش برد رانندگی، نیاز به شارژ مجدد خودرو را کاهش می دهد و هزینه های مربوط به برق را نیز کاهش می دهد.
درواقع میزان صرفه جویی در هزینه ها به عوامل مختلفی مانند مدل خودرو، عادات رانندگی و قیمت لنت ها و روتورهای ترمز بستگی دارد.
آیا همه خودروهای برقی دارای ترمز احیا کننده هستند؟
اکثر خودروهای الکتریکی و هیبریدی جدید با نوعی ترمز احیا کننده برای کمک به حفظ انرژی عرضه می شوند. با این حال، همیشه نمی توانید قدرت آن را تنظیم کنید.
بنابراین، اگر به دنبال خرید یک خودروی الکتریکی هستید، مهم است که قبل از رانندگی، بررسی کنید که خودرو چه نوع سیستم ترمز احیا کننده دارد.
جمع بندی
ترمز احیا کننده یک فناوری نسبتاً جدید است که در حال حاضر در بسیاری از خودروهای برقی (EV) و برخی از خودروهای هیبریدی استفاده می شود. این سیستم با تبدیل انرژی جنبشی حاصل از ترمزگیری به برق و ذخیره آن در باتری، به افزایش کارایی، برد و پایداری خودرو کمک می کند.